在役天然气输气管道腐蚀状态及安全分析

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1、万方数据焊管．第31卷第6期．2008年11月·81·●管道建设在役天然气输气管道腐蚀状态及安全分析闰琳1，宋旭1，牛靖1，胡兴民2，张建勋1(1．西安交通大学材料学院，西安710049；2．长庆公司靖边第一采气厂，陕西靖边719000)摘要：系统地研究了靖边天然气在役输气管道的腐蚀现状及安全性，根据在役管道不同形式的腐蚀缺陷，运用第四强度理论对ASMEB31G--1991标准进行修正，并运用修正后的标准，依据管道腐蚀检测数据计算管道的失效压力，进而对靖边管道进行评定，以确定管道的安全状况。评定结果显示，在役腐蚀管道存在的缺陷在目前运行压力下允许存在，且管道处于安全运行状态。关键词：腐蚀管

2、道；ASMEB3lG；安全评价中图分类号：TE988文献标志码：B文章编号：1001—3938(2008)06—0081—04天然气管道输送在国民经济中占有极为重要的战略地位，因此天然气管道的可靠性研究越来越受到重视。然而，输气管道在生产及使用过程中不可避免会产生一些缺陷。体积型缺陷作为管道缺陷的一种重要存在方式，主要包括腐蚀坑、划槽、局部减薄等⋯。缺陷会导致管道的局部应力集中及壁厚减薄，一旦管道发生事故，将会造成巨大的经济损失，因此，有必要对石油天然气在役管道适时进行安全评定，然后根据评定结果对管道进行分析，做出管道是否继续服役、更换或维修的决策心J，从而科学地指导管道的维修计划和安全生

3、产管理。20世纪90年代美国机械工程师学会(ASME)颁布了修正的B31G准则即ASMEB31G_199l标准。它是评估腐蚀管道的最初的和最基本的方法，也是一些规范的基础口。J。笔者采用ASMEB31G—199l标准，研究了靖边地区某天然气集输站管道的腐蚀情况，以其水压爆破试验作为验证基础，对其进行安全评定及分析，并对ASMEB31G—199l标准的保守性【6—7o进行了改进，系统地研究了靖边天然气在役管道的腐蚀现状及安全性。1在役输气管道腐蚀分析以靖边输气管道的原料气主线和复线(1。和2。)及产品气主线和复线(3。和4。)为研究对象，采用截取管道直接检测的方法对其进行腐蚀检测。结果表明，

4、4条管道腐蚀特征以传送介质冲刷形成的均匀腐蚀为主，管道周向壁厚均有不同程度的减薄。轴向划痕也广泛分布于管道内壁，有的划痕贯穿整个管道，但不同管道的具体腐蚀情况也各自具有一定的特性。1．1原料气主、复线检测结果对比原料气主线内壁的腐蚀特征为圆点状的蚀坑，主要是因为密布的砂眼状细小腐蚀点密集分布，且连成片形成小凹坑；管道内壁还分布较多长短不一的划痕，部分区域划痕密集程度较大，划痕沿轴向最大长度达350inm，见图1(a)。原料气复线内壁分布有大片凹凸不平的腐蚀斑点，形貌尤为明显，它是由许多形状不规则的凸起、凹槽和腐蚀坑相互交错连接形成，所以形貌凹凸不平，并且复线管道内壁局部区域有少量明显腐蚀凹

5、坑，凹坑直径达7．5mm，典型的凹坑形貌见图l(b)。万方数据·82·焊管2008年11月(局部划痕)(a)原料气主线(局部凹坑)(b)原料气复线图1原料气主、复线腐蚀特征形貌另外，二者璧厚减薄也有明显差别，原料气主线平均壁厚减薄量为1．57mm，复线为0．8mm，原料气主线壁厚减薄量明显大于原料气复线，主要原因是，主线投运时间比复线早，且两条管线职能不同，致使壁厚减薄情况存在差异。1．2产品气主线、复线检测结果对比产品气主线、复线管道的工作介质均为净化天然气。产品气主线管道的主要腐蚀特征是凹凸不平的腐蚀斑痕，如图2(a)所示，且广泛分布于管道内壁，腐蚀产物为黑色坚硬物质。斑痕出现的主要原

6、因是由于壁面黑色坚硬物质在局部区域剥落，形成边缘清晰的凹坑。主线管道内壁半周划痕较多，且沿轴向平行分布，划痕深度较浅，密集程度低，最长划痕贯穿整个管道内壁。产品气复线内壁表面形貌最大特点是整个壁面分布有一层黑色坚硬物质，此黑色表皮成片出现，很坚硬，不易剥落，部分地方剥落后，表面变得斑驳。复线内壁还分布有很多轴向长划痕，划痕分布较长，最长的几乎贯穿整个管道，但划痕深度较浅，长划痕上覆盖着黑色硬皮，部分黑色硬皮剥落部位露出的是遍布划痕的基体金属，它们广泛分布于复线管道内壁，密集程度较低，如图2(b)所示。(局部斑痕)(a)产品气主线(黑色硬皮)(b)产品气复线圈2产品气主、复线的腐蚀特征形貌另

7、外，二者壁厚腐蚀减薄量也存在一定的差异：产品气主线的平均壁厚减薄量达到2．59mm，而复线只有1．32mm，产品气主线壁厚减薄量明显大于产品气复线，这也是由服役时间及职能的差别引起的。1．3原料气管道与产品气管道的检测结果对比由于原料气与产品气的成分以及其中引起管道腐蚀的气体成分差别较大旧1(原料气中H：s和C02成分含量比产品气中H：S和C02成分含量高很多)，这必然造成管道腐蚀情况不同，进而引起管道寿命不同。原料气管